幽門螺桿菌( Helicobacter pylori，Hp) 是一種革蘭陰性微需氧螺旋桿狀細(xì)菌，感染性強(qiáng)，可特異性定植于胃黏膜表面，與慢性胃炎、消化性潰瘍、胃黏膜相關(guān)淋巴樣組織淋巴瘤、胃癌等上消化道疾病密切相關(guān)。目前，用于根除 Hp 的抗菌藥物主要包括大環(huán)內(nèi)酯類(如克拉霉素)、硝基咪唑類(如甲硝唑) 、氟喹諾酮類(如左氧氟沙星) 、阿莫西林、呋喃唑酮、四環(huán)素以及利福平。部分抗菌抗物可阻斷細(xì)菌核酸的合成，如甲硝唑、利福平、左氧氟沙星；部分可阻斷細(xì)菌核糖體的合成，如克拉霉素、四環(huán)素；部分可影響細(xì)菌細(xì)胞壁的合成如阿莫西林。由于抗菌藥物耐藥率不斷上升，導(dǎo)致Hp 根除率逐漸下降，解決抗菌藥物耐藥的問(wèn)題成為根除Hp的關(guān)鍵，而抗菌靶基因突變、細(xì)胞屏障或外排系統(tǒng)發(fā)生改變、細(xì)菌球形變以及與耐藥相關(guān)的酶分泌等一系列原因均可使細(xì)菌逃避抗菌藥物的活性而導(dǎo)致細(xì)菌耐藥。

       靶基因突變

       DNA促旋酶屬細(xì)菌裂解酶，維持著細(xì)胞內(nèi)正常的 DNA 螺旋結(jié)構(gòu)，與DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組以及修復(fù)密切相關(guān)。有研究表明，氟喹諾酮類藥物是有效的 DNA 促旋酶抑制劑，可導(dǎo)致不可逆性的細(xì)菌 DNA 損傷。DNA 促旋酶基因由 GyrA 和 GyrB 兩個(gè)亞基構(gòu)成， Hp DNA 促旋酶基因突變，尤其是 GyrA 基因突變，可阻止氟喹諾酮類藥物與酶特異性結(jié)合， 從而導(dǎo)致細(xì)菌耐藥。研究表明，左氧氟沙星耐藥主要是與喹諾酮耐藥決定區(qū)內(nèi)GyrA 基因 (編碼DNA螺旋酶)Asn-87 和(或) Asp-91 點(diǎn)突變有關(guān)。喹諾酮耐藥決定區(qū)中87、88、91、97 密碼子突變，可引起相應(yīng)編碼蛋白異常，從而導(dǎo)致左氧氟沙星等喹諾酮類耐藥。

       RNA 聚合酶基因突變使 RNA 聚合酶上的抗菌藥物靶位發(fā)生構(gòu)象改變，抗菌藥物無(wú)法與酶特異性結(jié)合，從而喪失抗菌作用。RNA 聚合酶 Pro 基因編碼的 B 亞基突變是導(dǎo)致Hp對(duì)利福平耐藥的主要原因。氧化還原酶作為生物體內(nèi)氧化還原體系中重要的催化酶，通過(guò)傳遞電子等一系列反應(yīng)，在細(xì)菌的生長(zhǎng)發(fā)育中發(fā)揮重要作用。部分抗菌藥物如甲硝唑，可從氧化還原反應(yīng)中搶奪電子而發(fā)揮其抗菌活性，而氧化還原酶相關(guān)基因突變中斷了這一過(guò)程，使 Hp 逃避了抗菌藥物活性導(dǎo)致耐藥。在Hp中，氧化還原酶編碼基因主要包括 rdxA、frxA 以及 fdxB。rdxA 編碼煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸( NADPH) 亞硝基還原酶，frxA 編碼 NADPH 黃素氧化還原酶，fdxB 編碼類鐵氧體蛋白。其中 rdxA 基因突變是引起 Hp 對(duì)甲硝唑耐藥的主要原因，該基因突變使 NADPH亞硝基還原酶活性降低，導(dǎo)致還原硝基的能力下降，不能取得足夠低的氧化還原電位，使甲硝唑無(wú)法還原生成具備殺菌活性的代謝產(chǎn)物。不過(guò)相關(guān)研究顯示，僅存在 rdxA基因突變不足以引起甲硝唑耐藥，還需要其他因素協(xié)同作用。

       Hp 作為一種原核生物，其核糖體RNA(rRNA )分為5S rRNA、16S rRNA 以及23S rRNA， Hp 的耐藥性與16S rRNA 和23S rRNA 編碼基因突變有關(guān)。大環(huán)內(nèi)酯類藥物的抗Hp 機(jī)制是其與23SrRNA 的V結(jié)構(gòu)域中的肽基轉(zhuǎn)移酶環(huán)可逆性結(jié)合，從而阻止肽鏈的延伸。而細(xì)菌 23S rRNA 編碼基因V區(qū)的點(diǎn)突變會(huì)使核糖體構(gòu)象改變，使抗菌藥物與核糖體的親和力減弱，核糖體內(nèi)肽鏈得以延伸，細(xì)菌可完成蛋白質(zhì)合成工作而抗菌藥物無(wú)法發(fā)揮完全的抗菌作用。Hp 23SrRNA 分子V區(qū)肽基轉(zhuǎn)移酶環(huán)是克拉霉素目標(biāo)結(jié)合位點(diǎn)，克拉霉素耐藥通常由23SrRNA 基因點(diǎn)突變引起，最常見(jiàn)的是 A2143G，其次是A2142G和A2142C，基因點(diǎn)突變可阻止克拉霉素與核糖體亞基結(jié)合。

       細(xì)菌青霉素結(jié)合蛋白 ( penicillin-binding proteins，PBPs)是存在于細(xì)菌表面的一類膜蛋白，參與Hp 細(xì)胞壁中肽聚糖的合成，在細(xì)菌生長(zhǎng)、繁殖中發(fā)揮重要作用。通常情況下，阿莫西林與 PBPs 中的多溴聯(lián)苯共價(jià)結(jié)合，阻斷肽聚糖的合成，細(xì)菌細(xì)胞壁發(fā)生缺陷使細(xì)菌失去保護(hù)屏障而膨脹、破裂，從而發(fā)揮阿莫西林的抗菌作用。PBPs 編碼基因突變使阿莫西林與 PBPs 的親和力減弱而發(fā)生耐藥。

       細(xì)胞屏障或外排系統(tǒng)發(fā)生改變

       1、外膜蛋白( OMPs) 發(fā)生改變

       細(xì)菌的外膜是革蘭陰性菌細(xì)胞壁的特有結(jié)構(gòu)，位于細(xì)菌質(zhì)膜(內(nèi)膜) 和肽聚糖層的外側(cè)，包裹著整個(gè)細(xì)菌，是細(xì)菌重要的保護(hù)屏障。OMPs 是細(xì)菌外膜的主要成分，包括脂蛋白、孔蛋白、鐵調(diào)節(jié)蛋白、泵蛋白等，在細(xì)菌的生命活動(dòng)中起有重要作用。OMPs 不僅可介導(dǎo) Hp 黏附，是 Hp 感染致病的關(guān)鍵蛋白，而且與Hp 耐藥密不可分。研究表明，Hp受抗菌藥物刺激后，可上調(diào)OMPs 基因表達(dá)，OMPs 高表達(dá)可增強(qiáng)細(xì)菌外膜屏障的保護(hù)作用，使抗菌藥物的滲透性進(jìn)一步減弱，這是阿莫西林發(fā)生難治性耐藥和克拉霉素耐藥的另一種機(jī)制。OMPs 基因HopB 和 HopC 可使阿莫西林發(fā)生難治性耐藥， HopB、HofC以及 OMP31可使克拉霉素發(fā)生耐藥。

       2、細(xì)菌生物膜的形成

       Hp 感染人體后，附著于胃黏膜表面進(jìn)行繁殖、分化，并向胞外分泌多糖基質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖、脂質(zhì)、核酸以及一些保護(hù)性底物，菌體群落在這些胞外基質(zhì)中互相黏附形成細(xì)菌聚集體膜狀物，稱為細(xì)菌生物膜。不同于浮游細(xì)菌，形成生物膜結(jié)構(gòu)的菌群對(duì)外界惡劣環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，其中包括對(duì)抗菌藥物的抵抗防御。研究顯示，有生物膜形成的菌體對(duì)抗菌藥物的耐藥性會(huì)增長(zhǎng)10～1000 倍。這種高水平的耐藥可能與生物膜介導(dǎo)的多種耐藥機(jī)制相關(guān)，首先與 OMPs 高表達(dá)類似，生物膜的形成會(huì)給細(xì)菌提供更強(qiáng)的屏障保護(hù)作用。且相關(guān)研究表明生物膜的形成會(huì)促進(jìn) OMPs 的改變，進(jìn)一步加強(qiáng)細(xì)菌對(duì)外界的防御能力。其次，位于生物膜深層的細(xì)菌由于缺少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣會(huì)處于休眠狀態(tài)。一般情況下，抗菌藥物僅對(duì)處于活動(dòng)期的細(xì)菌有良好的抑菌、殺菌作用，而位于生物膜深層的休眠期細(xì)菌不易被殺滅。再次，細(xì)菌生物膜可與外排泵聯(lián)合作用將進(jìn)入生物膜中的抗菌藥物泵出，如克拉霉素。

       3、外排泵的參與

       細(xì)菌的外排泵是位于細(xì)胞膜上的一類多藥轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，可將進(jìn)入菌體的抗菌藥物泵出胞外， 使菌體胞內(nèi)抗菌藥物濃度降低而發(fā)揮耐藥作用。外排泵系統(tǒng)能參與多種抗菌藥物的泵出如阿莫西林、甲硝唑、克拉霉素、四環(huán)素等， 細(xì)菌發(fā)生雙重或多重耐藥的概率顯著增加。

       此外，細(xì)菌球形變以及與耐藥相關(guān)的酶分泌等一系列原因也可使細(xì)菌逃避抗菌藥物的活性而導(dǎo)致細(xì)菌耐藥。球形變是 Hp 耐藥、Hp 長(zhǎng)期慢性感染以及根除后復(fù)發(fā)的重要原因之一。當(dāng)外界環(huán)境不利于 Hp 的生長(zhǎng)繁殖時(shí)，如缺少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或氧氣、pH 值改變、抗菌藥物干預(yù)等，螺旋形Hp 會(huì)發(fā)生球形變，成為L(zhǎng)形 Hp。球形 Hp 以兩種形式存在：一種已死亡或變性，另一種處于非活動(dòng)期，致病力相對(duì)減弱且對(duì)抗菌藥物不敏感。而處于非活動(dòng)期的球形 Hp 在抗菌藥物治療期間啟動(dòng)了耐藥逃逸機(jī)制，使抗菌藥物的滅菌活性顯著減弱。在停用抗菌藥物2～4周后球形 Hp 可恢復(fù)原有的形態(tài)和活性。Hp 等分泌的β-內(nèi)酰胺酶可使 β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物(如阿莫西林)失活，這種酶能特異性打開(kāi)β-內(nèi)酰胺環(huán)，使阿莫西林失去其抗菌活性從而增加耐藥性。

       Hp 感染是普遍的全球性疾病，且發(fā)病率具有較大的地域差異。既往經(jīng)典三聯(lián)治療方案的成功根除率逐漸降低，最主要的原因是抗菌藥物耐藥以及治療方案的不規(guī)范實(shí)施。大部分抗菌藥物耐藥是 Hp 菌株基因突變所致，導(dǎo)致關(guān)鍵酶表達(dá)異?；虿槐磉_(dá)，抗菌藥物無(wú)法與細(xì)菌相互作用，從而未能發(fā)揮殺菌或滅菌效應(yīng)。所以Hp 治療方案的選擇應(yīng)基于當(dāng)?shù)?a href="http://www.ghtou.com/news/show-194619.html">抗菌藥物耐藥情況，必要時(shí)進(jìn)行個(gè)體敏感性測(cè)試。同時(shí)，對(duì)耐藥機(jī)制的深入研究有利于降低根除失敗率，減少耐藥發(fā)生。

       參考資料

       [1]侯寵,劉一品.幽門螺桿菌抗菌藥物耐藥分子機(jī)制的研究進(jìn)展[J].胃腸病學(xué),2021,26(03):171-175.

       [2]陳梅紅,嚴(yán)謹(jǐn),黨旖旎,張國(guó)新.幽門螺桿菌對(duì)抗菌藥物耐藥的研究進(jìn)展[J].胃腸病學(xué),2019,24(02):115-118.

       作者簡(jiǎn)介：

       小米蟲，藥品質(zhì)量研究工作者，長(zhǎng)期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗(yàn)證工作，現(xiàn)就職于國(guó)內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗(yàn)分析及分析方法驗(yàn)證